Устройство для определения физико-механических свойств материалов

Устройство для определения физико-механических свойств материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения физико-механических свойств различных сред, например горных пород, с использованием ультразвуковых колебаний. Целью изобретения является повышение точности за счет устранения помех на границе волновод - исследуемый образец. Исследуемый образец помещают в камеру гидростатического давления между двумя волноводами. Камера выполнена в виде втулки из эластичного материала, которая охватывает волноводы. Втулка имеет ниппель на торцовой поверхности. Кроме того, камера состоит из цилиндрического стакана, установленного соосно с втулкой с образованием полости между ними. В эту полость через сквозное отверстие в торцовой поверхности цилиндра подается жидкость для создания заданного давления в образце. С помощью излучателей продольных и поперечных волн возбуждают в волноводе продольные и поперечные волны. Отраженные импульсы от границ раздела волновод - образец и образец - второй волновод принимаются приемниками и поступают на широкополосные усилители и далее на коммутатор и канал регистрации. Измеряя время задержки ультразвуковых волн в образце и зная длину этого образца, определяют скорости распространения продольных и поперечных волн в исследуемом образце, по значению которых устанавливают физико-механические свойства исследуемой среды. Контроль за деформацией образца в процессе нагружения осуществляется измерительной рамкой. По измеряемым значениям скоростей определяют физико-механические свойства исследуемой среды. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (g))5 G 01 N 29 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4238110/25-28 (22) 29.04.87 (46) 23,07.90, Бюл. Р 27 (7 1) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола и Институт геологии и геофизики им. 60-летия Союза CCP СО АН СССР (72) Г, Д. Ушаков, С. В. Шугуров и M. Г. Ушаков (53) 620. 179. 16(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1221583, кл . G 01 N 29/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

1183885, кл. G 0 1 N 29/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения физико-механи-. ческих свойств различных сред, например горных пород, с использованием ультразвуковых колебаний. Целью изобретения является повышение точности за счет устранения помех на границе волновод — исследуемый образец. Исследуемый образец помещают в камеру гидростатического давления между двумя волноводами. Камера выполнена в виде втулки из эластичного материала, Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для определения физико-механических свойств различных сред, например горных пород, с использованием ультразвуковых колебаний..,ЯО 15 2 6 А1

2 котбрая охватывает волноводы. Втулка имеет ниппель на торцовой поверхности.

Кроме того, камера состоит иэ цилиндрического стакана, установленного соосно с втулкой с образованием полости между ними. В эту полость через сквозное отверстие в торцовой поверхности цилиндра подается жидкость для создания заданного давления в образце. С помощью излучателей продольных и поперечных волн возбуждают в волноводе продольные и поперечные волны. Отраженные импульсы от границ раздела волновод — образец и образец — второй волновод принимаются приемниками и поступают на широкополосные усилители и далее на коммутатор и канал регистрации. Измеряя время задержки ультразвуковых волн в образце и зная длину этого образца, определяют скорости распространения продольных и поперечных волн в исследуемом образце, по значению которых устанавливают физикомеханические свойства исследуемой среды. Контроль за деформацией образца в процессе нагружениь осуществляется измерительной рамкой, ITo измеряемым значениям скоростей определяют физико-механические свойства исследуемой среды. 1 ил.

Целью изобретения является повышение точности за счет устранения по— мех на границе волновод — исследуемая среда.

На чертеже изображено устройство для определения физико-механических

1580246 свойств материалов, общий

ВИД .

Устройство содержит акустически жесткий волновод 1 с опорным заплечиком, ультразвуковые преобразователи

9 5 в виде двух излучателей 3 и 4 продольных и поперечных ультразвуковых колебаний и двух приемников 5 и 6 продольных и поперечных волн, кольцевой демTIABp 7, выполненный из эпоксидной смолы с вольфрамовым наполнителем, из резины втулку 8 с ниппелем 9, цилиндрический стакан 10 с накидной гайкой 11, которые образуют полость

12, образец 13, волновод 14 из того же материала, что и первый волновод и имеющий по периферии капиллярные каналы 15-, Акустически жесткий волновод 1 соединен с экранирующим контейнером 16, в котором одновременно заключены для каждой приемоизлучающей пары ультразвуковых колебаний индйвидуальные импульсные генераторы 17 и широкополосные усилители 18, а также коммутатор 19, обеспечивающий через высокочастотные разъемы 20 электрическую связь с каналом регистрации (не показан). Контроль деформации образца 13 осуществляется измерительной рамкой 21, жестко связанной с экранирующим контейнером 16 и ниппелем 9, уплотненным в сосуде манжетой, I(poMe того, обозначено сквозное от.верстие ?2 в торцовой поверхности стакана. 35

Излучатели 3 и 4 и приемники 5 и

6 выполнены иэ разной пьезокерамики, поляризованной соответственно на продольные и поперечные колебания, и закреплены они на торцовой поверхности 4О волновода 1 под углом, обеспечивающим фокусировку диаграммы направленности в центр поверхности противоположного торца волновода.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Силовое нагружение образца 13 и волновода 14 производят путем создания регулируемого давления в .гидравлической полости 12. Для измерения 50 кинематических и динамических параметрон отраженных и преломленных волн контактные поверхности образца 13 и волновода 14 механически обрабатывается с одинаковой точностью. При измерении импульсы запуска канала регистрации подаются на генераторы 17.

Генерируемые импульсы последними поступают на излучатели 3 и 4 продоль- ных и поперечных ультразвуковых колебаний, возбуждая в волноводе 1 продольные и поперечные волны. Отраженные импульсы от границ раздела волновод 1 — образец 13 и образец 13 волновод 14 принимаются приемниками

5 и 6 продольных и поперечных волн и поступают на широкополосные усилители 18 и далее на коммутатор 19 и в канал регистрации, Контроль за деформацией образца 13 в процессе нагруже.ния осуществляется измерительной рамкой 21, Гидравлическая связь рабочей камеры с заключенным в ней образцом

13 с внешним источником давления обеспечивается посредством каналов 15 и ниппеля 9. Кинематические и динамические погрешности, обусловленные механическим состоянием контактных поверхностей раздела, определяют с помощью акустически жесткой нагрузки.

При этом в звуковое поле вместо образца 13 помещают акустически жесткую нагрузку.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Устройство для определения фиэикомеханических свойств материалов, со-держащее камеру гидростатического давления, два волновода, установленные на одной оси внутри камеры, два излучающих и два приемных преобразователя продольных и поперечных волн, о т л и ч.а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, камера гидростатического давления выполнена в виде втулки из эластичного материала, которая охватывает волновод, ниппеля, установленного на торцовой поверхности втулки, и цилиндрического стакана со сквозным отверстием в торцовой поверхности, установленного соосно с втулкой с образованием полости между ними, преобразователи продольных и поперечных волн установлены под углом к торцовой поверхности одного из волноводов, так что акустические оси пересекаются в центре противоположного торца этого волновода.

1580246

Составитель Г. Федоров

Редактор Н. Бобкова Техред Л.Сердюкова Корректор, Л. Патай

Заказ 2007

Тираж 507

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101